基于模糊逻辑的超声波电机位置控制研究

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由于超声波电机的结构特征以及运行原理的特殊性,使其有着体积小、重量轻、响应快、无电磁干扰等优势,在一些传统电磁电机所不能及的高尖端领域有着广阔的应用前景。同时,超声波电机在运行过程中也存在时变性、非线性、耦合性等问题。  针对这些问题,研究人员通过不同途径对其进行了大量的研究。传统的控制方式对被控对象的模型有着较高的要求,在超声波电机伺服控制系统中有着很大的弊端。而智能控制方式适用于模型不确定、多变性或控制复杂的控制对象,因此,适用于超声波电机的伺服控制系统。  本文对超声波电机的控制策略及数学模型的建立进行了研究、分析。在此基础上给出了超声波电机转速模糊控制策略,对其进行了仿真,并采用在线调整控制对控制系统进行了改进,将改进后的仿真效果与改进前的仿真效果进行了对比分析。仿真结果可以发现,采用在线调整模糊控制器,实时性、稳定性好,对电机参数变化适应性强。  PID控制有着控制精度高、可靠性强、计算量小,容易实现、算法简单的优势。因此,将PID控制方式用于超声波电机的位置控制。但固定参数的 PID控制方式控制性能较差,不适用于超声波电机这种时变性、非线性的控制对象,因此,该课题研究在固定参数的PID控制策略的基础上,引入模糊 PID控制策略,对 PID控制器的各个参数进行在线调整,并对两种控制方式的仿真结果进行了对比、分析、研究。仿真结果显示,引入模糊 PID控制的仿真效果更好,反应速度更快。
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